Cấu trúc của một loại thể thực khuẩn nổi bật
Cấu tạo trong và chu kỳ luân hồi lây nhiễm T4 .
Thể thực khuẩn là tên gọi của một tập hợp các loài virus chuyên kí sinh vi khuẩn.[1], [2]
Thuật ngữ này trong tiếng Anh là bacteriophage xuất sứ từ tiếng Hy Lạp: bacterium (vi khuẩn) ghép với φαγεῖν (phagein nghĩa là ăn, nuốt), nghĩa đen là loại vật thể ăn vi khuẩn. Ở Việt Nam, thuật ngữ này còn được gọi là “thể thực khuẩn” hoặc “thể ăn khuẩn”.[3] Các tài liệu chuyên ngành thường gọi tắt là “phage“.
Đặc điểm cơ bản[sửa|sửa mã nguồn]
- Thể thực khuẩn riêng lẻ không được coi là một sinh vật. Cũng như virus, chúng chỉ có biểu hiện sống khi kí sinh trong vật chủ thích hợp. Các nhà khoa học đã từng “cô đặc” virus thành dạng như tinh thể, lưu giữ được rất lâu dài.
- Mỗi thể thực khuẩn cũng như virus có vật chất di truyền (bộ gen) chỉ thuộc một loại DNA hoặc RNA, mà không có cả hai như ở mọi sinh vật khác.
- Thể thực khuẩn (cũng như virus) không có cấu tạo tế bào, không có hệ giải mã và dịch mã di truyền riêng biệt.
- Thể thực khuẩn (cũng như virus) không có cấu trúc giúp nó tự di động, mà hoàn toàn bị phát tán bởi tác nhân bên ngoài (qua không khí, dòng nước, tiếp xúc…).
- Chúng không có khả năng lớn lên, nghĩa là không tăng được kích thước “cơ thể”.
Thể thực khuẩn là một trong những thực thể sống thông dụng và phong phú nhất trong sinh quyển [ 4 ]. Thể thực khuẩn là những virus phổ cập, được tìm thấy ở bất kể nơi đâu có vi trùng. Người ta ước tính có hơn 1031 thể thực khuẩn trên hành tinh, nhiều hơn toàn bộ những sinh vật khác trên toàn cầu, gồm có vi trùng. [ 5 ]Các thể thực khuẩn được tìm thấy tại những khu vực tập trung chuyên sâu đông vi trùng chủ như đất hoặc trong ruột động vật hoang dã. Một trong những nguồn tự nhiên lớn nhất cho những loại vi rút gây bệnh và những loại virut khác là nước biển, nơi có tới 9 × 10 ^ 8 virion / ml được tìm thấy trong thảm vi sinh vật [ 6 ], và tới 70 % vi trùng biển hoàn toàn có thể bị nhiễm virut. [ 7 ] Chúng đã được sử dụng trong hơn 90 năm để thay thế sửa chữa cho kháng sinh ở Liên Xô cũ và Trung Âu, cũng như ở Pháp. [ 8 ] Chúng được xem như một liệu pháp có hiệu suất cao so với nhiều chủng vi trùng kháng thuốc. [ 9 ] Tuy nhiên, những thể của Inoviridae đã cho thấy sự phức tạp của những màng sinh học tương quan đến viêm phổi và xơ nang, giữ cho vi trùng bảo đảm an toàn khỏi những loại thuốc có công dụng diệt trừ bệnh và thôi thúc sự nhiễm trùng liên tục. [ 10 ]
Thể thực khuẩn Open nhiều trong sinh quyển, với những virion, bộ gen và lối sống khác nhau. Các thể thực khuẩn được phân loại bởi Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus ( ICTV ) dựa trên hình thái học và axit nucleic .Mười chín họ hiện đang được ICTV công nhận nhiễm khuẩn và vi trùng. Trong số này, chỉ có hai họ có bộ gen RNA, và chỉ có năm mái ấm gia đình có vỏ phủ bọc. Trong số những họ virus có bộ gen DNA, chỉ có hai bộ gen đơn. Tám Xác Suất những họ có bộ gen DNA có bộ gen hình vòng, trong khi 9 có bộ gen tuyến tính. Chín họ chỉ lây nhiễm vi trùng, chỉ có 9 vi trùng cổ và chỉ có một ( Tectiviridae ) nhiễm cả vi trùng và Vi khuẩn cổ .
Thể thực khuẩn P22, một thành viên của Podoviridae theo hình thái học do đuôi ngắn, không bị co bóp.
Năm 1896, Ernest Hanbury Hankin báo cáo giải trình rằng một cái gì đó trong vùng sông Ganges và Yamuna ở Ấn Độ đã ghi lại hành vi kháng khuẩn chống lại bệnh tả và hoàn toàn có thể đi qua một bộ lọc sứ rất tốt. [ 11 ] Năm 1915, nhà nghiên cứu vi trùng học người Anh, Frederick Twort, Tổng giám đốc Tổ chức Brown ở London, phát hiện ra một bộ phận nhỏ đã nhiễm và giết chết vi trùng. Ông tin rằng nguyên do phải là một trong những tác nhân sau đây :
- Một giai đoạn trong vòng đời của vi khuẩn;
- Một loại enzim sản xuất bởi chính vi khuẩn;
- Một loại virut phát triển và tiêu diệt vi khuẩn.[12]
Nghiên cứu của Twort bị gián đoạn bởi sự khởi đầu của Chiến tranh quốc tế lần thứ nhất và sự thiếu vắng kinh tế tài chính. Sau đó, nhà vi sinh vật học người Pháp – Canada Félix d’Hérelle, thao tác tại Viện Pasteur ở Paris, công bố vào ngày 3 tháng 9 năm 1917 rằng ông đã phát hiện ra ” một vi trùng đối kháng vô trùng của bệnh kiết lị “. Đối với d’Hérelle, không có câu hỏi gì về thực chất của phát hiện của ông : ” Trong nháy mắt tôi đã hiểu : những gì gây ra những điểm sáng của tôi thực sự là một vi trùng vô hình dung. [ 13 ] … một vi trùng ký sinh trùng trên vi trùng. ” D’Hérelle gọi loại vi trùng này là vi trùng ăn thực vật hoặc người ăn vi trùng ( từ phagein Hy Lạp có nghĩa là ăn ). Ông cũng ghi lại một bài diễn văn kịch liệt về một người đàn ông mắc chứng kiết đã được phục sinh sức khoẻ bằng những vi trùng [ 13 ] ( trang 44-59 ). Đó là D’Herelle, người đã thực thi nhiều điều tra và nghiên cứu về thể thực khuẩn và đưa ra khái niệm về liệu pháp gây mê. [ 14 ]Năm 1969, Max Delbrück, Alfred Hershey và Salvador Luria được trao giải Nobel về Sinh lý học hoặc Y khoa cho những mày mò về sự sao chép của virus và cấu trúc di truyền của chúng. [ 15 ]
Liệu pháp đơn cử[sửa|sửa mã nguồn]
Các thể thực khuẩn được phát hiện là những chất kháng khuẩn và được sử dụng ở Cộng hòa Xô Viết cũ của Gruzia ( do Giorgi Eliava tiên phong với sự trợ giúp của đồng phát hiện ra vi trùng Felix d’Herelle ) và Hoa Kỳ trong những năm 1920 và 1930 để điều trị vi trùng nhiễm trùng. Họ đã sử dụng thoáng đãng, gồm có cả việc điều trị những người lính trong Hồng quân. Tuy nhiên, chúng đã bị quên lãng ở phương Tây vì 1 số ít nguyên do :
- Các thử nghiệm y tế đã được thực hiện, nhưng sự thiếu hiểu biết về các loại thực phẩm làm cho chúng không hợp lệ.[16]
- Kháng sinh được phát hiện và giới thiệu rộng rãi. Họ đã được dễ dàng hơn để thực hiện, lưu trữ và để quy định
- Các nghiên cứu trước đây của Liên Xô vẫn tiếp tục, nhưng các ấn bản chủ yếu bằng tiếng Nga hoặc Gruzia và đã không có mặt trên thế giới trong nhiều năm.
Việc sử dụng của họ đã tiếp tục kể từ khi Chiến tranh Lạnh kết thúc ở Georgia và các nơi khác ở Trung và Đông Âu. Cuộc thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên mù đôi đã được công bố trên tạp chí Journal of Wound Care vào tháng 6 năm 2009 đánh giá tính an toàn và hiệu quả của một loại cocktail vi khuẩn để điều trị loét chân tĩnh mạch ở bệnh nhân là con người.[17] FDA chấp thuận nghiên cứu như một thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn I. Các kết quả nghiên cứu chứng minh sự an toàn của việc áp dụng các liệu pháp điều trị vi khuẩn nhưng không cho thấy hiệu quả. Các tác giả giải thích rằng việc sử dụng một số hóa chất nhất định là một phần của việc chăm sóc vết thương tiêu chuẩn (ví dụ lactoferrin hoặc bạc) có thể đã can thiệp vào khả năng sống sót của vi khuẩn. Một thử nghiệm lâm sàng được kiểm soát ở Tây Âu (điều trị nhiễm trùng tai do Pseudomonas aeruginosa) được báo cáo ngay sau khi đăng trên tạp chí Clinical Otolaryngology vào tháng 8 năm 2009[18]. Nghiên cứu kết luận rằng các chế phẩm thể thực khuẩn là an toàn và hiệu quả trong điều trị nhiễm trùng tai mạn tính ở người. Ngoài ra, đã có rất nhiều động vật và các thử nghiệm lâm sàng thực nghiệm khác đánh giá hiệu quả của thể thực khuẩn đối với các bệnh khác nhau, như bỏng và vết thương do nhiễm khuẩn, và chứng xơ phổi liên quan đến xơ phổi.[18] Trong khi đó, các nhà nghiên cứu vi khuẩn đang phát triển các loại virut có khả năng vượt qua sự kháng thuốc và thiết kế các gen gây bệnh cho các enzyme mã hoá làm suy giảm ma trận của màng sinh học, các protein cấu trúc của thể và các enzyme chịu trách nhiệm phân lập thành tế bào vi khuẩn. Đã có kết quả cho thấy rằng các thể T4 có kích thước nhỏ và đuôi ngắn có thể hữu ích trong việc phát hiện các vi khuẩn E.coli trong cơ thể người.[19]
D’Herelle đã nhanh gọn khám phá được rằng thể thực khuẩn được phát hiện ở bất kể nơi nào vi trùng tăng trưởng : trong cống rãnh, trong những dòng sông chảy xuống dòng chảy của chất thải từ đường ống, trong những phân của bệnh nhân phục sinh, … [ 20 ] Điều này cũng gồm có những dòng sông được cho là có năng lực chữa bệnh, như sông Ganges của Ấn Độ .
